Устройство управління синхронного цифрового автомата

1.

Введение

.

Характерною рисою науково-технічного прогресу, визначального подальший потужний підйом общественно-технического виробництва: широке впровадження досягнень обчислювальної і мікропроцесорної техніки у галузі народного господарства. Рішення завдань науково-технічного прогресу вимагає застосування коштів обчислювальної техніки на місцях економістів, інженерів, економічного персонала.

У зв’язку з постійним зростанням масштабів виробництва, ускладненням економічних зв’язків, вимог науково-технічної Революції народному господарстві дедалі більше виникають потреби у автоматизації і комп’ютеризації економіки нашої країни, що необхідною передумовою виходу поставляють на світовий рынок.

Особливого значення отримує розробка автоматичних системам управління технологічними і виробничими процесами й оснащення їх роботамиманіпуляторами, приладами управління і контроля.

Автоматизація і роботизация виробництва — заміна людського праці працею машин, автоматів і роботів дозволяє в багато разів підвищити продуктивності праці і якість продукції. Впровадження автоматизації і роботизації дозволяє в багато разів підвищити проводитимемо різні роботи у тих галузях господарства, де використання людського праці є неприйнятним через небезпеку життя і здоров’я робочих. З іншого боку, точність виконання роботи, виробленої машиною набагато вища точності роботи, виконаною людиною, що робить необхідним застосування роботів і автоматів під час виготовлення мініатюрною і високоточної продукции.

Але роботи і автомати — лише механізми, наведені на дію механічної чи іншим виглядом енергії. Вочевидь, що з використання тих механізмів потрібні спеціальні системи управління. До винаходи ЕОМ, цих функцій покладалися або на людини, або на складні і громіздкі механічні системи, що робить рідко вдавалося досягти високої точності, ще, це вимагало великих витрат фінансових засобів і енергії, що зумовлювало підвищенню собівартості продукции.

Інший аспект науково-технічного прогресу стало розвиток науки, що є підвалинами зростання нових технологій і деяких видів виробництва, які, своєю чергою, стимулюють розвиток науки. Неважко зрозуміти, що з розвитком науки, дедалі більше ускладнюється суть явищ, аналізованих нею, а, оскільки будь-яке явище можна аналізувати з допомогою математики, то ускладнюються і розрахунки, що їх человеком.

Тому, і з найдавніших часів людина старалася полегшити процес математичних обчислень. Спочатку цих цілей використовувалися 10 пальців і підручні предмети, потім — порахунки, і, нарешті, з винаходи XVII столітті Блез Паскалем першої суммирующей і вычитающей машини, починається історія розвитку обчислювальної техніки. З розробкою в 1910 році першою ЕОМ вдалося розв’язати масу проблем, особливо у області математичних і статистичних розрахунків, які людина було здійснити з такою влучністю і швидкістю, які забезпечувала обчислювальна техника.

Перші покоління ЕОМ створювалися, а основі електронних ламп, потім — транзисторів, і, тому, через свою високу вартість не знаходили широкого применения.

Лише 1959 року, коли Р. Нойс винайшов мікросхему, значно знизилася собівартість, споживана потужність, габарити і складність ЕОМ, що сприяло їх популяризації і загальному поширенню, особливо у сфери управління производством.

Досягнення мікроелектронної технології дозволило значно розширити можливості всіх класів ЭВМ.

Простота і гнучкість використання комп’ютерів, більшою мірою обумовлена застосуванням програмного забезпечення, що дозволяє швидко і з найменшими витратами змінити призначення ЭВМ.

До нашого часу розробили 4 покоління ЕОМ, причому перші 3 не використовуються. Четверте покоління ЕОМ, створене з урахуванням надшвидких БІС здатне виконувати сотні мільйонів операцій на секунду.

Успіхи у розвитку мікропроцесорів і микро-ЭВМ ознаменувалися створенням нового класу коштів обчислювальної техніки — персональних комп’ютерів, в яких вдалося поєднати зручність, малі габарити, простота використання і широка сфера застосування зі порівняно низькою стоимостью.

Використання ПК у часто дозволяє підвищити продуктивність і якість праці. Такі ЕОМ мають досить зрозумілий інтерфейс, завдяки чому роботу з ними вимагає особливої підготовки. Широкого спектра програмного забезпечення дає можливість швидко змінити призначення даної ЭВМ.

Є й швидко поповнюється масу різноманітних моделей персональних комп’ютерів. У нових моделях, які надаються користувачеві, можливості швидко розширюються, насамперед рахунок збільшення продуктивності процесорів, ёмкостей основний рахунок і зовнішньої пам’яті, підвищення якості і гнучкості електронної графіки, якості пресі й т. д.

Зараз, поруч із удосконаленням персональних ЕОМ, широко ведуться розробки у сфері штучного інтелекту, який дозволило б комп’ютера самостійно приймати рішення, не вимагаючи у своїй втручання человека.

Основою розробки наступного (п'ятого) покоління ЕОМ стануть все велика мініатюризація та впровадження биотехнологий.

Принцип роботи будь-який ЕОМ грунтується на проведенні операцій над числами, представленими двоичными (рідше — двоично-десятеричными чи іншими) кодами як сукупності низьких і високих рівнів напруг чи струмів. Також, але значно рідше, зустрічаються ЕОМ, які оперують аналогової інформацією. Тому на згадуваній апаратній рівні ЕОМ представлена двома видами схем — комбінаційними логічними схемами і цифровими автоматами, структура яких залежить від цього, яку зі складових частин ЕОМ вони реалізують і зажадав від призначення ЕОМ в целом.

Під час проектування ЕОМ і обчислювальних систем значну увагу надають вибору операційних блоків АЛУ для реалізації заданих логічних і арифметичних операций.

Розвиток електронної обчислювальної техніки, інформатики, і застосування коштів і методів у народному господарстві, наукові дослідження, освіті та інших сфер людської діяльності є нині пріоритетним напрямом розвитку науково-технічного прогресса.

Це спричиняє необхідності широкої підготовки фахівців з електронним обчислювальним машинам, системам і мереж, програмному забезпеченню і прикладної математиці, автоматизованим системам обробки даних, і управління, і навіть іншим напрямам, що з інтенсивним використанням обчислювальної техніки. Все це фахівцям необхідні досить глибокі знання принципів побудови і функціонування сучасних електронних обчислювальних машин, комплексів, систем та мереж, мікропроцесорних коштів, персональних комп’ютерів. Такі знання необхідні як фахівцям різноманітних галузей обчислювальної техніки, а й особам, що з створенням програмного забезпечення і застосуванням ЕОМ у різноманітних галузях, що визначається тісною взаємодією апаратних і програмних засобів ЕОМ, тенденцій апаратної інтеграції системних і спеціалізованих програмних продуктів, що дозволяє досягти збільшення продуктивності, надёжности, функціональної гнучкості, більшої пристосованості обчислювальних машин і систем до експлуатаційному обслуживанию.

Завданням даний курсової проект є проектування для деякого цифрового автомата устрою управління з урахуванням жорсткої логіки, формує десятьох вихідних шинах послідовності цифрових управляючих сигналів по заданим кодам микрокоманд.